一种大长径比带导向分段式镗杆制造技术

本发明专利技术公开了一种用于深孔内槽镗削加工的带导向分段式镗杆，包括导向部分、液压驱动部分、刀头部分、空心镗杆和芯杆。导向部分与空心镗杆通过螺纹相连接。空心镗杆与柱塞缸通过螺纹相连接，并利用定位螺钉进行周向定位。芯杆位于空心镗杆的内孔中，通过圆柱销与柱塞相连接。在镗削过程中，导向部分起支撑作用，可有效提高刀头部分的局部静刚度。刀头部分包括两个对称分布的刀片，可抵消镗削加工时的径向力和切向力，改善刀头处的受力情况。较之现有技术的镗杆，本发明专利技术的带导向分段式镗杆具有较高的静刚度，能承受更大的切削力，大大提高了深孔内槽镗削的加工精度和加工表面质量，且同样适用于深长孔的镗削，加工范围较广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于深孔内槽加工领域，特别是一种大长径比带导向分段式镗杆。
技术介绍
在现有的机械加工领域内，镗杆是对孔内槽加工或孔加工的一种主要工具。然而在深孔内槽的镗削过程中，由于镗刀处于半封闭的状态，镗杆结构尺寸受到工件的限制，长径比较大(L/D大于15)，刚度相对较弱，并且镗削过程中镗杆处于悬伸状态，若未添加相应的导向或支撑，刀头处受力产生的变形较大，容易导致让刀现象的发生，严重影响深孔内槽的加工精度。为了增大镗杆的刚度，目前通用的解决方法是减少悬伸长度或增大镗杆本体的直径，但对于深长孔工件来说，该方法不可行，因此单纯改变镗杆本身尺寸具有一定的局限性；除此方法之外，也可以选用高弹性模量的材料制造刀杆，如硬质合金、陶瓷、CFRP等，但是此类材料加工较为困难且韧性较差，单纯改变镗杆的材料同样难以满足深孔内槽镗削的加工要求。申请号为201210210090.8，名为《一种带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置》的中国专利公开了一种带辅助支撑的圆柱深孔镗杆，具有刀具自动伸缩装置，可避免退刀时刀具划伤加工表面，且在相对于刀具的切向和径向位置处均设置了浮动支撑。但是该镗杆未设置合理的排屑结构，切屑容易堵塞在刀头部位，严重影响加工表面质量和刀具寿命，且刀头处只设置了单个镗刀，径向力和切向力无法抵消，只依靠浮动支撑承担，未能充分提高镗刀杆的刚度；除此之外，镗杆是通过旋转手柄来带动双锥面芯杆轴向移动的，镗削深长孔时，只需要一次进给和退刀，若加工对象为多层深长孔内槽，则需要反复多次旋转手柄，操作较为繁琐，且加工精度无法保证。杨红丽的一篇名为《内孔油槽多用铰刀》的论文中介绍了一种孔内槽加工专用铰刀，该刀具依靠推块的锥形面和压刀弹簧分别实现径向进给和退刀，该铰刀刀片对称布置，因此切削径向力和切向力可相互抵消，刀杆的刚度得到一定的提高，但是刀杆未添加相应的导向或支撑，加工过程中刀具仍为悬伸状态，因此不适于加工长径比较大的深孔内槽，且刀杆缺少合理的排屑结构，切屑容易堵塞在刀头部位和压刀弹簧处。另外利用该刀杆镗削多层环形槽时，必须调解调整衬套的轴向位置，操作同样较为繁琐，且无法保证环形槽之间的轴向尺寸精度。由上可知，在深孔内槽加工领域中，现有的技术只包含单侧刀片或缺少相应的导向
支撑，并未充分提高镗杆的刚度，且轴向位置控制灵活性较差，操作较为繁琐，轴向尺寸精度难以保证。而且多数刀杆缺少合理的排屑结构，切屑容易堵塞在加工位置处，刀具寿命和表面质量受到影响。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种大长径比带导向分段式镗杆。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种大长径比带导向分段式镗杆，包括挡板、导向头、复位弹簧、刀片、空心镗杆、芯杆、柱塞缸、柱塞、滚柱、切削液管、液压油管、螺钉、销钉、拉簧；所述挡板的后端设置导向头，导向头的周向均匀开有6个圆柱形凹槽，凹槽槽口为收紧结构，用于安装滚柱，导向头的后端设置空心镗杆，在导向头以及空心镗杆上轴向对称开有2个用于安装切削液管的通孔，切削液管的一端位于导向头前端，切削液管的末端通向刀片处，空心镗杆的后端与柱塞缸相连，空心镗杆内设有芯杆和复位弹簧，复位弹簧的一端与导向头中心的盲孔底面相紧靠，复位弹簧的另一端与芯杆的前端相紧靠，芯杆后端与柱塞缸中的柱塞相连，柱塞缸底部的中心轴处设置液压油管，该液压油管的一端与柱塞缸相通，液压油管的另一端与外界液压泵相通。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)本专利技术的刀头部分对称设置了两个成形刀片，镗削过程中的切向力和径向力可相互抵消，改善了刀头处的受力情况。(2)导向头与空心镗杆螺纹连接，可将普通镗杆的悬臂梁模型变为简支梁模型，且刀头距导向头支撑点处较近，大大增大了刀头的局部静刚度，减小了受力变形，避免了让刀现象的发生。(3)导向头通过滚柱与工件内壁接触，可大大减少与工件内壁的摩擦力，避免了由于工件转动带来的附加扭矩造成螺纹连接松动。(4)镗杆采用柱塞缸驱动，结构简单，传动平稳，且有良好的吸振缓冲功能。(5)芯杆采用高弹性模量的硬质合金材料，可进一步的增大刀杆的刚度。(6)镗杆依靠柱塞的往复运动实现进退刀，依靠机床刀架带动镗杆轴向移动，可实现多层环形内槽的镗削加工，操作较为灵活，且轴向尺寸精度能够保证。(7)芯杆轴向运动到一定位置后，锁紧柱塞缸，使其轴向位置固定，镗杆依靠机床刀架整体轴向进给，可以用于深长孔镗削加工，加工范围较广。(8)镗杆设置有合理的排屑结构，加工条件得到改善，刀具寿命和加工表面质量得到提高。(9)镗杆为分段式结构，制造工艺上容易实现。附图说明图1是本专利技术镗杆的纵剖结构示意图。图2是本专利技术镗杆的俯视结构示意图。图3是沿图1中的A-A线的剖视图。图4是沿图1中的B-B线的剖视图。图5是空心镗杆的主视结构示意图。图6是空心镗杆的左视结构示意图。图7是导向头的俯视结构示意图。图中标号含义如下：1-六角螺钉；2-挡板；3-导向头；4-复位弹簧；5-刀片；6-空心镗杆；7-芯杆；8-定位螺钉；9-柱塞缸；10-柱塞；11-滚柱；12-切削液管；13-圆柱销；14-液压油管；15-螺钉；16-销钉；17-拉簧。具体实施方式本专利技术的一种大长径比带导向分段式镗杆，包括挡板2、导向头3、复位弹簧4、刀片5、空心镗杆6、芯杆7、柱塞缸9、柱塞10、滚柱11、切削液管12、液压油管14、螺钉15、销钉16、拉簧17；所述挡板2的后端设置导向头3，导向头3的周向均匀开有6个圆柱形凹槽，凹槽槽口为收紧结构，用于安装滚柱11，导向头3的后端设置空心镗杆6，在导向头3以及空心镗杆6上轴向对称开有2个用于安装切削液管12的通孔，切削液管12的一端位于导向头3前端，切削液管12的末端通向刀片5处，空心镗杆6的后端与柱塞缸9相连，空心镗杆6内设有芯杆7和复位弹簧4，复位弹簧4的一端与导向头3中心的盲孔底面相紧靠，复位弹簧4的另一端与芯杆7的前端相紧靠，芯杆7后端与柱塞缸9中的柱塞10相连，柱塞缸9底部的中心轴处设置液压油管14，该液压油管14的一端与柱塞缸9相通，液压油管14的另一端与外界液压泵相通。所述空心镗杆6的前端径向开有通槽，通槽内对称安装有两个刀片5，在空心镗杆6的外侧对称铣有两个直槽，刀片5上对称安装有两个螺钉15，螺钉15穿过空心镗杆6的直槽底部所设的长圆形导向槽，螺钉15与安装在空心镗杆6直槽底面的销钉16通过拉簧17相连。所述挡板2上开有通槽，通槽径向尺寸大于导向头3上用于安装切削液管12的通孔直径。所述挡板2与导向头3通过六角螺钉1相固连，导向头3与空心镗杆6螺纹连接，
空心镗杆6与柱塞缸9螺纹连接，并通过定位螺钉8周向定位，芯杆7与柱塞10通过圆柱销13相固连。所述芯杆7包括小直径段、连接段和大直径段，所述小直径段位于芯杆7的前端，大直径段位于芯杆7的后端，连接段为锥形结构，其锥度为15°，刀片5的径向一侧开有半圆锥形内孔，锥度为15°，与芯杆7上的连接段相配合。所述滚柱11采用GCr15SiMn材料，芯杆7采用硬质合金材料，复位弹簧4和拉簧17均采用70钢材料。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细的描述。实施例如图1是本专利技术的大长径比带导向分段式镗杆的纵剖结构示意图，它主要适用于直径较小的深长孔及深长孔环形内槽的镗削加工。镗杆的长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大长径比带导向分段式镗杆，其特征在于，包括挡板[2]、导向头[3]、复位弹簧[4]、刀片[5]、空心镗杆[6]、芯杆[7]、柱塞缸[9]、柱塞[10]、滚柱[11]、切削液管[12]、液压油管[14]、螺钉[15]、销钉[16]、拉簧[17]；所述挡板[2]的后端设置导向头[3]，导向头[3]的周向均匀开有6个圆柱形凹槽，凹槽槽口为收紧结构，用于安装滚柱[11]，导向头[3]的后端设置空心镗杆[6]，在导向头[3]以及空心镗杆[6]上轴向对称开有2个用于安装切削液管[12]的通孔，切削液管[12]的一端位于导向头[3]前端，切削液管[12]的末端通向刀片[5]处，空心镗杆[6]的后端与柱塞缸[9]相连，空心镗杆[6]内设有芯杆[7]和复位弹簧[4]，复位弹簧[4]的一端与导向头[3]中心的盲孔底面相紧靠，复位弹簧[4]的另一端与芯杆[7]的前端相紧靠，芯杆[7]后端与柱塞缸[9]中的柱塞[10]相连，柱塞缸[9]底部的中心轴处设置液压油管[14]，该液压油管[14]的一端与柱塞缸[9]相通，液压油管[14]的另一端与外界液压泵相通。

【技术特征摘要】
1.一种大长径比带导向分段式镗杆，其特征在于，包括挡板[2]、导向头[3]、复位弹簧[4]、刀片[5]、空心镗杆[6]、芯杆[7]、柱塞缸[9]、柱塞[10]、滚柱[11]、切削液管[12]、液压油管[14]、螺钉[15]、销钉[16]、拉簧[17]；所述挡板[2]的后端设置导向头[3]，导向头[3]的周向均匀开有6个圆柱形凹槽，凹槽槽口为收紧结构，用于安装滚柱[11]，导向头[3]的后端设置空心镗杆[6]，在导向头[3]以及空心镗杆[6]上轴向对称开有2个用于安装切削液管[12]的通孔，切削液管[12]的一端位于导向头[3]前端，切削液管[12]的末端通向刀片[5]处，空心镗杆[6]的后端与柱塞缸[9]相连，空心镗杆[6]内设有芯杆[7]和复位弹簧[4]，复位弹簧[4]的一端与导向头[3]中心的盲孔底面相紧靠，复位弹簧[4]的另一端与芯杆[7]的前端相紧靠，芯杆[7]后端与柱塞缸[9]中的柱塞[10]相连，柱塞缸[9]底部的中心轴处设置液压油管[14]，该液压油管[14]的一端与柱塞缸[9]相通，液压油管[14]的另一端与外界液压泵相通。2.根据权利要求1所述的大长径比带导向分段式镗杆，其特征在于，空心镗杆[6]的前端径向开有通槽，通槽内对称安装有两个刀片[5]，在空心...

【专利技术属性】
技术研发人员：程寓，付乾辰，张勇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32